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Stefano

11-01-11 11:21

전체 공정의 특성과 관련되어 얻어진 이름으로 보입니다. 추측키로는 6 KG (6 kgf/cm2 g) Steam이 발생되는 공정이 일반적인 스팀보일러에서 얻어지는 스팀이 아니라 어느 공정장치에 Boiler Feed Water를 공급하여 이 공정장치를 냉각하는 과정, 즉 "Cooling"하는 과정에서 발생되는 Steam일 것으로 봅니다.

만일 그렇지 않다면 그 Steam과 관련된 구체적 공정설명이 필요할 것 같습니다.

완소남 dondo99

11-01-11 13:03

6KG 스팀은 동력Plant의 보일러, 즉 외부에서 공급되는 스팀입니다.

20년 넘게 운전하시는 분들도 왜 Cooling Steam이라 하였는지, 목적은 무엇인지 아는 분이 없네요.

참고로 저희 스팀터빈은 진공 터빈으로, 1.5KA 90T/H와 0.5KA 40T/H를 공급하여 연결된

Air Compressor의 전력을 10,000kWh Save해주는 역할을 합니다.

진공 형성은 스팀 Ejector를 이용하여 0.1KA 수준으로 유지하고 있습니다.

혹시 더 공정설명이 필요한 부분이 있으시면 얘기드리겠습니다.

아참 참고로 Maker는 독일의 Man Turbo이며, Air 유량은 150000Nm3/H 수준으로 상압 Air를 7KG/cm2g까지 승압합니다.

스테파노 Stefano

11-01-11 20:56

(1) 추가설명만으로는 추측하기 어렵지만 최신의 가스터빈-스팀터빈의 조합으로 운전되는 시스템을 알아보니 고압 혹은 중압측 터빈 Extract Steam을 Gas Turbine의 Exhaust Gas Cooling 용으로 사용하면서 "Cooling Steam"이라고 부르고 여기서 가열된 Steam 은 "Reheated Steam" 이라고 부르며 이를 중압 혹은 저압 Turbine에 공급하는 것으로 봅니다.

만일 그렇다면.. Gas Turbine의 출구 Heat-Recovery Train에 공급하는 Steam을 "(Exhaust Gas) Cooling Steam"이라고 부르는 것이 맞고 이 "Cooling Steam"이 가열된 다음 (중압 혹은 저압) Steam Turbine에 공급되는 Steam은 "Reheated (Cooling) Steam"이라고 불러야 할 것으로 봅니다.

(2) 아래의 자료는 Gas-Turbine 과 Steam-Turbine이 Combine되어 운전되는 시스템에서의 효율개선을 위해 적요되는 기술들을 정리해 놓은 것인데 내용이 좀 어렵지만 발전소와 같은 대형터빈의 선정시에 도움이 될 수 있는 아주 귀중한 자료입니다.

http://www.gepower.com/prod_serv/products/tech_docs/en/downloads/ger3582e.pdf
(이 자료의 Fig 4. 부분에 Cooling Steam이 설명되어 있습니다.)

(3) 위의 답글 (1)에 써 놓은 내용이 사실인지 동력Plant 보일러와 터빈에서의 돌아다니는 Steam을 하나씩 점검해보는 것도 대단히 흥미로울 것 같습니다.

완소남 dondo99

11-01-12 09:22

항상 스테파노님의 정성어린 답변에 감사드립니다.

스테파노님의 경지에 오르려면 아직 까마득한가 봅니다.

늦었지만 2011년 새해복 많이 받으시고, 건강하시고

화공 전공자 또는 Engineer들에게 계속적인 조언과 Coach 부탁드리겠습니다.

dosada dosada

11-01-14 09:57

스테파노님 답변에 조금 부연설명을 하고자 합니다.

질문하신 내용으로 미루어 정확한 답변이 힘든건 사실입니다만 다음과 같이 추측할 수 있습니다.
(Start up시 공급하고 정상운전시 Cut한다는 대목으로 미루어 추측한 사항입니다.)

Steam Turbine에는 Start up전에 두가지 목적으로 증기를 공급합니다.

1) 첫번째는 Warming 목적입니다. 고온고압의 주증기가 인입되면 Cold 상태의 Steam Turbine은 Thermal Shock를 피할 수 없습니다. 따라서 초기 Start up 전에 일부의 증기를 공급하여 Warming을 실시합니다. 이때 Steam의 관점에서 보면 Cooling되므로 Cooling Steam이라고 명명할 수 있습니다.

2) 두번째는 터빈으로 유입 또는 배출되는 Steam을 방지하기 위한 Seal 목적입니다. Steam Turbine은 회전체이기 때문에 내부 증기의 배출 또는 외부 공기의 인입을 피할 수 없습니다. 따라서 통상 Labylinth Seal을 사용하게 되고 여기에 Seal 목적의 Steam을 공급하게 됩니다. 정상운전시 내부에서 직접 공급하기 때문에 외부에서 공급할 필요는 없습니다.(Steam Turbine 제작사 Type에 따라 상이합니다. 지속적으로 공급하는 제작사도 있습니다.) 이러한 경우 Steam은 통상 Seal Steam이라고 명명하는데 Cooling Steam이라고 명명할 수 있을지는 정확하지 않습니다.

3) 아울러 스테파노님 답변에 부연설명을 조금 하겠습니다.
답변하신 내용은 복합화력(Bryton Cycle + Rankine Cycle)에서 사용하는 방식으로 Blade Cooling을 위해 사용됩니다. 그러나 이러한 Steam 냉각방식은 Steam Turbine에서는 사용치 않습니다. Gas Turbine의 경우 연소가스 온도가 통상 1300'C~1400'C가 되며 상용화된 GT의 경우 약 1500'C이며 최근에는 1700'C까지 개발되고 있습니다. 이러한 온도에서 Blade 재질이 버티기 힘들기 때문에 Blade 냉각방식을 채택하는데 통상 Air를 Blade 내부에 공급하여 냉각하는 방식을 채택합니다. 일부 제작사 모델에서 Steam Cooling 방식을 채택하는데 이는 Steam을 Blade 내부로 공급하고 외부에 작은 구멍을 뚫어 외부로 Steam이 흘러나오며 얇은 Film을 형성하게 하여 외부 고온의 가스와 Blade의 직접적인 접촉을 차단하는 방식입니다.

Reheat Steam은 터빈에서 사용하는 방식이 아니라 보일러(Fired Boiler or Heat Recovery Steam Generator - HRSG)에서 사용하는 방식으로 재열보일러에서 사용됩니다. 보일러에서 생산된 주증기는 고압증기터빈으로 공급되고 고압증기터빈에서 배출된 증기를 Cold Reheat Steam이라 하여 보일러로 보내 재가열한 후 (이때의 증기를 Hot Reheat Steam) 중압 또는 저압 터빈으로 공급합니다. 이러한 재열방식의 보일러는 대형 발전소에서 사용하는 방식으로 소형에는 적용하지 않는 방식입니다.

발전소 설계분야에서 일하는 관계로 조금 부연설명 하였습니다.

스테파노님 답변에 조금 부연설명을 하고자 합니다.

질문하신 내용으로 미루어 정확한 답변이 힘든건 사실입니다만 다음과 같이 추측할 수 있습니다.
(Start up시 공급하고 정상운전시 Cut한다는 대목으로 미루어 추측한 사항입니다.)

Steam Turbine에는 Start up전에 두가지 목적으로 증기를 공급합니다.

1) 첫번째는 Warming 목적입니다. 고온고압의 주증기가 인입되면 Cold 상태의 Steam Turbine은 Thermal Shock를 피할 수 없습니다. 따라서 초기 Start up 전에 일부의 증기를 공급하여 Warming을 실시합니다. 이때 Steam의 관점에서 보면 Cooling되므로 Cooling Steam이라고 명명할 수 있습니다.

2) 두번째는 터빈으로 유입 또는 배출되는 Steam을 방지하기 위한 Seal 목적입니다. Steam Turbine은 회전체이기 때문에 내부 증기의 배출 또는 외부 공기의 인입을 피할 수 없습니다. 따라서 통상 Labylinth Seal을 사용하게 되고 여기에 Seal 목적의 Steam을 공급하게 됩니다. 정상운전시 내부에서 직접 공급하기 때문에 외부에서 공급할 필요는 없습니다.(Steam Turbine 제작사 Type에 따라 상이합니다. 지속적으로 공급하는 제작사도 있습니다.) 이러한 경우 Steam은 통상 Seal Steam이라고 명명하는데 Cooling Steam이라고 명명할 수 있을지는 정확하지 않습니다.

3) 아울러 스테파노님 답변에 부연설명을 조금 하겠습니다.
답변하신 내용은 복합화력(Bryton Cycle + Rankine Cycle)에서 사용하는 방식으로 Blade Cooling을 위해 사용됩니다. 그러나 이러한 Steam 냉각방식은 Steam Turbine에서는 사용치 않습니다. Gas Turbine의 경우 연소가스 온도가 통상 1300'C~1400'C가 되며 상용화된 GT의 경우 약 1500'C이며 최근에는 1700'C까지 개발되고 있습니다. 이러한 온도에서 Blade 재질이 버티기 힘들기 때문에 Blade 냉각방식을 채택하는데 통상 Air를 Blade 내부에 공급하여 냉각하는 방식을 채택합니다. 일부 제작사 모델에서 Steam Cooling 방식을 채택하는데 이는 Steam을 Blade 내부로 공급하고 외부에 작은 구멍을 뚫어 외부로 Steam이 흘러나오며 얇은 Film을 형성하게 하여 외부 고온의 가스와 Blade의 직접적인 접촉을 차단하는 방식입니다.

Reheat Steam은 터빈에서 사용하는 방식이 아니라 보일러(Fired Boiler or Heat Recovery Steam Generator - HRSG)에서 사용하는 방식으로 재열보일러에서 사용됩니다. 보일러에서 생산된 주증기는 고압증기터빈으로 공급되고 고압증기터빈에서 배출된 증기를 Cold Reheat Steam이라 하여 보일러로 보내 재가열한 후 (이때의 증기를 Hot Reheat Steam) 중압 또는 저압 터빈으로 공급합니다. 이러한 재열방식의 보일러는 대형 발전소에서 사용하는 방식으로 소형에는 적용하지 않는 방식입니다.

발전소 설계분야에서 일하는 관계로 조금 부연설명 하였습니다.

Stefano

11-01-15 13:07

(1) Reheating Steam을 Gas Turbine내에서 사용하는 것으로 글을 적고 있는데 Stefano의 설명은 Gas-Turbine을 빠져나온 Exhaust Gas를 냉각하면서 열을 회수하는 Heat-Recovery Train을 언급한것이지요. 이는 단연해 Start-up시에만 사용하는 용도는 아지겠지요.

(2) 완소남님의 원래 질문내용으로 봐서 Startup시 Warming-up용으로 사용될 것으로 보지만 "Cooling"이라는 용어를 사용하고 있는 것에 또다른 이유가 있을 지도 모르기 때문에 그 용도의 Steam System을 보다 구체적으로 살펴봐야 할 것입니다.